TW200409347A - Semiconductor device - Google Patents

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200409347 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明一般而言係關於半導體裝置，尤指關於星 容器的半導體裝置。 令甩 【先前技術】 隨著近年來之半導體裝置，尤其是動態隨機存取 體DRAM(dynamic rand〇m_access⑽则⑺之結構之小〜 化ΐ·抓用相對於記憶胞的投影面積，可將實際之〜哭 有效面積增大的圓筒型電容器結構。該圓筒型電容：：： 構係具有積層結構，而該積層結構係具備：形成圓;^狀: 下部電極，與覆蓋下部電極表面的介電膜及上部電極。例 圓V型：ΐ專利特開2〇°2-76141號公報中揭示有此種且 0同型電谷器結構的半導體裝置之習知先前技術。、 揭不於上述文獻之習知半導體裝置係具備 板；層間絕緣膜，形成於半牛¥-基 -基板主表面的接觸孔；充填接觸孔 ：： 膜的頂面上，盘阻产八斤 旱土自胰’在層間絕緣 /早孟屬膜接觸而形成的圓筒狀下部電 極’形成於下部兩〗 的上部電極。下部 膜及上部電極，構：:。釕㈣形成。以下部電極、τ— ^ °轉^料頂®與層間絕 ，彖艇的頂面㈣成於相同平面。 ’說明上述半導體裝置的製造方法。在上述半導 月豆暴扳上的声閜0< 卞 層間，纟巴緣胰，形成使半導體基板的部分主表面 315063 5 200409347 露出的接觸孔。在接觸孔中依序埋入：插塞多晶矽；及太 層有鈦（Τι)/氮化鈦（τα)之阻卩早金屬膜。蒸鍍用以覆蓋層門 絕緣膜頂面與阻障金屬膜頂面的遮蔽氧化膜。為了限定泰 容器區域，而轉移圖案至遮蔽氧化膜，使阻障金屬膜頂兒 與層間絕緣膜頂面的一部分露出。 务 在已轉移圖案之遮蔽氧化膜的整面，蒸錢作為下部略 極的釕膜。利用化學機械研磨法（CMp ; chemieal 咆 P〇Ushing)，研磨釕膜，使遮蔽氧化膜的頂面办 二错此方式’形成由釕構成的圓筒狀下部電極。去除： 敝乳化膜。在下部電極上形成 、逑 又"兒书數較咼的丁a〇N肢 在TaON膜上形成上部電極。 、。 :::此種圓筒型電容器的半導體 步霄現半導體褒置的小型化，必 巧了進— 保電容哭& θ π 而、加電容器的高度以確 仟电谷為今$。因此，電容器的高寬比 雀 且下部電極成為細而高的形狀。 s 、'向，並 然而，當下部電極形成較細的 障金屬膜及層間，邑缘腺沾姑㈣ 狀$，下部電接與阻 、·巴緣膜的接觸面積會縮小，计Β ^ 土 岔性降低。因此，從除 ]亚且兩者的緊 之步驟，至在下部電 v 处下部電極之遮蔽氧化膜 步驟中，下部、：依序形成_膜與上部電極之 卜冲兒極可能從阻障金屬 往〈 的頂面剝離而倒塌。 、、頂面及層間絕緣膜 又，可於下部電極使用金屬 之目的。但是，多日石々组入厅 達成提升電容器容量 間的緊密性。因此，— *眭乃低於多晶矽彼此 右不使用阻障全Μ 早孟屬馭，而是在插塞多 315063 6 200409347 晶矽膜上直接形成訂下 塌的危險性。若下部二日：’反而更增加下部電極倒 則會造成電容器動作 ° 、 *導體裝置製造步驟中倒塌， 同時下部電極變成田f良或在鄰接之電容器間發生短路， 的問題。 “物而產生對半導體裝置造成不良影響 【發明内容】 在此’本發明係為解 ^ # ^ ^ %决上述课碭而開發者，其目的在 徒（、種稭由貫現半導體穿wf刑儿 之電容哭紝谣，ν 衣置之小生化，同時獲得所期望 之…結構以提供—種高信賴性的半導體裝置。 根據本發明之半導體褒置係具備 基板；層間絕緣膜，呈古TS二* ^ v ^ 膜#有頂面與深達半導體基板的孔，且 形成於半導體基板的主表面上；導電膜，具有側面與連接 於該側面的頂面’且充填於孔；與導電膜之頂面及側面接 觸的下部電極；形成於下部電極上的介電膜；及形成於介 電膜上的上部電極。半導體基板之主表面至導電膜所具有 之頂面的設置位置的距離，係大於半導體基板之主表面至 層間絕緣膜之頂面的距離。 本發明之上述及其他目的、特徵、型態及優點，在研 讀本發明之下述詳細說明配合相關圖式後自可更臻明瞭。 【實施方式】 以下將參照圖式以說明本發明之實施形態。 差1貫施形悲 茲參考第1圖’半導體裝置係具備圓筒型電容器，而 該圓筒型電容器的結構係包括··形成圓筒形的下部電極 315063 7 200409347 1 3 口著下部電極1 3之矣而/ a 干 3之表面形成的介電膜 父八 私胲14而形成的上部電極n 5。 ，及復应" 於矽基板1的主表面1 a上，閘極4 間隔地形成於氧化石夕膜所構成的閘極及4係相隔預定 上。閑極心及外係從下方依序成長多及Μ 之積層膜。閘極43及4h介叮达夕夕日日矽/矽化鎢（WSi) (W)，❹曰矽亦可為夕晶岐/氮化鎢（WN)/鎢 係形成於基板i之…〗 bn型雜質區域2 土攸i足主表面la上之閘極 極4a及4b的頂；ι , 、 4b之間。在閘 、、 上，形成有氮化石夕膜所Μ ^ . 罩5a及5b。 胰所構成的絕緣膜遮 層間絕緣膜6係以覆蓋石夕基板 ^ 极之主表面la與絕緣膜 頂面的方式形成。層間絕緣膜6係由氧化矽 膜所構成，例如從下到上依序積層有正石夕酸四=乳化石夕 TE〇S(Tetra Ethyl 0rth〇灿⑽）/則正石夕酸四乙西匕 BPTEOS(B〇r〇 Phosph〇 Tetra £thyl 〇rth〇 SiUcate)/；E〇s 〇 形成於層間絕緣膜6中之接觸孔7,其深度到達雜質區域 2。接觸孔7中充填摻雜多晶石夕而形成有插塞電極8。插夷 電極8的頂面係與層間絕緣膜6的頂面6a形成於相同平 面。 、形成在層間絕緣膜6的頂s 6a上之氮化纽（τ叫所構 成的阻障金屬膜1 〇係與插塞電極8接觸。阻障金屬膜⑺ 完全覆蓋在插塞電極8的頂面上。阻障金屬膜1〇亦可由鈦 (Τ〇、钽（Ta)、氮化鈦（TiN)、鈦鎢（Tiw)、氮化鎢（WN)、氮 化鈦鎢（WTiN)、氮化鍅（ZrN)、或氮氧化鈦（Ti〇N)等形成。 315063 8 再者，阻障金屬膜l〇亦可 鈦/氮化鈦/鈦、或氮化纽/如之方依序4'鈦/乳化鈦、 係具有：頂面_，其與Μ 膜。又，阻障金屬膜10 高於層間絕緣膜6的頂土反1的主表面1a平行，而且 延伸至層間絕緣膜6=;a及：：，其從頂面心 極8與阻障金屬膜10。、 導包膜11係包括插塞電 在層間絕緣膜6的頂而& , / 、 而哕亘右„ 3丨 、 a上形成有蝕刻擋止膜12 , 1〇br, #之#料止膜12係與轉金屬膜1G之側面 觀者預定距離。餘刻擔止膜12係由 ： 層間絕緣膜6的頂面卩㈣成。在 極（電荷儲存點 ^成有由釕（Ru)構成的下部電

St〇ragen〇de)13。下部電極13係與阻障 金屬=10的頂面W及側面10b，與層間絕緣膜6之頂面 1::二Γ接觸。下部電極13係設成包夹阻障金屬膜1。 側面l〇b的形狀。下部電極13係為於上方開口的圓筒形， 而且該圓筒形部位係朝遠離石夕基板i主表面“之方向延 :卜/下部電極i 3亦可由翻㈣、銦㈣、金(Au)或銀(Ag) 等形成。 以覆盍下部電極1 3及蝕刻擋止膜丨2之方式，形成有 Τ^〇5介電膜14。以覆蓋介電膜14之方式，形成有釕上部 電極（胞板（cellplate))15。此外，介電膜Μ亦可由Si〇r SiN、鈦酸鋇鋇BST((Ba、Sr)Ti〇3)、氧化鋁（ΜΑ)、氧2化 給（Hf〇2)、或鈦锆酸鉛（PZT，ieadzirc〇natetitanate)形成。 此外，上部電極1 5亦可由氮化鈦（TiN)、鉑（pt)、銀（^)、 銅（Cl〇、銀（Ag)或金（Ag)形成。此時，介電膜Μ與上部電 315063 9 極15係以使用丁a2〇5/TiN、 表。 1、或PZT/Pt之組合為代 因此可將金屬形成之下带 部電極13相比較，而 。13 ’與多晶矽形成的下 因。亦即，一般而言，介命胺於丄〆 奴升之原 加不 电月k由氧化膜系構成，故在下 口 f5黾極使用多晶石夕時去 ^ 才田成長介電膜時，下部電極的表面 氣化。而該氧化之下部帝 人帝 〇兒11 〇卩位具有介電膜的作用，所以 w笔膜的有效膜厚變厚。眾所 旦 的膜厚成反比，因此電容……與介電膜 ^ U此包谷為谷量會因膜厚之增加而降低。 =上述問題，若以金屬形成下部電極13,則可防止此種 、。此外’因為釕之氧化物也是導電膜，而且鉑不易氧 匕所以使用釕及翻作為下部電極的情況尤其受到目屬目。 再者，本實施形態中，在下部電極13與插塞電極8 士門°又有阻障金屬膜1 〇。因為沒有設置阻障金屬膜J 〇 f，曰下部電極13與插塞電極8會直接接觸，故會有金屬與 夕曰曰矽產生反應的問題。換言之，在金屬與多晶矽相互接 觸的狀怨下，若施以高溫，兩者的晶界會產生變化而形成 矽化金屬（金屬矽化物）。一般，金屬會排擠而 —/日日 矽（插塞電極8)上形成缺陷或孔洞。若因此而在插塞電極8 與下部電極13的接觸面形成缺陷或孔洞，則插塞電極8 與下部電極1 3的接觸面積會縮小，同時兩者的緊密性亦會 降低。此外，在下部電極1 3與插塞電極8之間，亦會產生 接觸電阻增加的問題。 為了防止上述缺失，本實施形態中設有阻障金屬膜 10 315063 200409347 ::，但是即使未設置阻障金屬膜10，亦可適用本發明。此 守將插基電極8頂面設在高於層間 罢 / 朕〇頂面6a之位 形成㈣電極8 ’且以覆蓋該插塞電極8的方切 成下部電極13即可。 式开乂 本第1實施形態之半導體裝置係具備：具有主表面& 之作為半導體基板的矽基板i ;層間絕緣 a & 具有頂面 人深達矽基板1之接觸孔7，且形成於矽基板1的主表 面1a上；導電膜U，具有側面1〇b與連接於側面工⑽白^ 頂面l〇a，且充填於接觸孔7;與導電膜u之頂面及 側面1 Ob接觸的下部電極1 3 ;形成於下部電極丄3上的介 電膜14 ;及形成於介電膜14上的上部電極15。矽基板1 之主表面la至導電膜U之頂面10a的設置位置的距離， 係大於矽基板1之主表面1 a至層間絕緣膜6之頂面6a 距離。 、 a、 導電膜1 1係與下部電極1 3接觸而形成，其係包含有 作為阻障金屬層的阻障金屬膜1 〇，而該阻障金屬層係包括 氮化叙’而該氮化钽可由鈦、钽、氮化鈦、氮化鈕 氣化鎢、氮化鈦鎢、氮化鍅及氧氮化鈦組成的群組中選 至少一種來取代。 器 見 置 此外，本實施形態中，半導體裝置係具備圓筒泰 、 ，然而本發明並不受此限制。本發明尤其適用於 、具'有高 比（電極高度/電極寬度）為1以上之下部電極的丰 ° t ¥體裝 參考第1圖至第9圖，說明第1圖所示之丰篡 干歧裝置 315063 11 200409347 的製造方法。 ^考第2圖，在碎基板1的主表面la上，形成膜厚數 _的乳化石夕膜。於其上依序沉積乡晶石夕膜及石夕化鎮膜。又 於其上形成氮化矽膜。形成具有預定形狀之開口圖案之未 予圖示的光阻膜。以該光阻膜作為遮罩，㈣氮化石夕膜， 7形成絕緣膜遮罩5a及5b。以絕緣膜遮罩及5b作為 、边f I生刻多晶石夕膜及石夕化嫣膜，而在間極絕緣膜3形成 籲預疋形狀的閘極4a及4b。以絕緣膜遮罩h及％作為遮 罩在矽基板1的主表面1 a植入磷或砷等雜質，而形成n 型雜質區域2。 TE〇S ’而形成 緣膜6的頂面 圖示的光阻膜 ★ ί考第3圖’以覆盍石夕基板1主表面1 &及絕緣膜遮 罩及5b頂面的方式，依序沉積TEOS、BPTEOS及 由氧化矽膜構成的層間絕緣膜6。在層間絕 6a上’形成具有預定形狀的開口圖案之未予 >以該光阻膜作為遮罩，蝕刻層間絕緣膜6，

而形成深度到達雜質區域 的接觸孔7。以充填接觸孔7 矛1風層間《巴緣膜6頂面6 a之方式，沉積摻雜多晶矽膜。 5 钱械研磨法（Cmp，Chemical-Mechanical Polishing) 或名虫刻，去4·Α —δ* > 示琢银雜多晶矽膜，直到層間絕緣膜6的頂面 6a露出為止， 亚使摻雜多晶矽膜殘留在接觸孔7中。藉此 結構’可在接觸孔7中形成插塞電極8。 /考第4圖及第5圖，為了形成阻障金屬膜10，而在 層間絕緣腺：& ^ ^ 、 的頂面6a上，沉積氮化鉅金屬膜。在該金屬 月美上形成g 75~ ，、有預疋形狀的開口圖案之未予圖示的光阻膜。 315063 200409347 膜作為遮軍’ 的阻障金屬膜】〇。 -萄胺，而形成具有預定形狀 參考第6圖，在層間唔 所構成的鞋刻擋止膜u’‘及以ΤΕδ〇Γ序沉積：氮化石夕膜 所構成的層間絕緣膜21。力直上/=為原料之氧化石夕膜 圖案之未圖示的光阻膜。以；二㈣具有預定形狀的開口 石夕膜及氮化石夕膜，而開 \且艇作為遮罩’钱刻氧化 成預疋形狀的接觸孔1 8。 多考弟7圖，為了形成 π 1 β主工 取卜口f弘極1 3，而以覆蓋桩鯧 孔18表面及層間絕緣膜2 设風接觸 膜。 員 a的方式，沉積釕金屬 …再參考第8圖’利用化學機械研磨法、乾心"” 刻，去除釕金屬膜，直到層乾姓刻或以虫 止。此時，使用乾姓刻…、·了、面21 a露出為 蝕刻。此外，當下部”:施订使帛°2/cl2氣體的電漿 田卜邛甩極13由鉑形成時， 氣體的電漿蝕刻即可。A # 用Cl2/Ar 内，埋入有機保護：，：二’亦可在金屬膜所界定的凹部 之接觸孔“上的全屬二除=間絕緣膜21上所形成 的下部電極13。“。精此方式，可形成具有圓筒形狀 ，考第9圖’使用氫氟酸(HF)水溶液之 1虫刻擔止膜12上之層間絕緣膜21。就去除氧ΓΓ 成之層間絕緣膜21的方法而言，係使用漫 广所構 刻之情形相比較，釕及氣化㈣具有較高㈣ 2乾餘 因此’可將下部電極13及#刻擋止膜 C擇比。 最低。 又之損害減至 3丨5063 13 200409347 本實施形態之半導體裝置的特微 電極8、阻障金屬層ι〇及下部電極Λ糸為：在平行於插塞 U…’各剖面積(箭號26、V:之石夕基板1主表面 所示的面積）之大小係按插塞電極27 ^箭號28之長度 部電極1 3的順序遞增。 阻p早金屬膜1 0及下 蒼考第1圖’以覆蓋下部電極 方式’沉積Ta2〇5薄膜，而形成介電膜丨:刻擒:膜二：： 14之方式’沉積旬金屬膜，而形成上部乂後：”电版 步驟’完成第1圖所示之半導體裝置。。猎由上述 以此方式構成的半導體裝 位於層間絕緣膜6頂面6a上之導Ip極13係設成包夹 而言，下部電極"係設成包夹構=1的形狀。更具體 ^， 人稱烕導電膜11之阻障金屬 版10之側面10b的形狀。又， 、屬 1Π ^ ^ u為阻障金屬膜10的頂面 10a南於層間絕緣膜6的頂面6a，所〇 + 貝甶 所Μ在矽基板1主表面 :的平行面上，阻障金屬膜10的剖面積，可大於接觸孔7 的剖面積。因此，即使為了進行半導體裝置的小型化，而 限制接觸孔7的開口面積時，亦可八 力J 7下部電極丨3與阻障金 屬膜H)的接觸面積增加。因此，下部電極13與阻障全屬 膜10的緊密性得以提昇。 依據上述理由，得以在半導體裝置的製程中，防止下 部電極13從層間絕緣膜6的頂面6a剝離而倒塌。因此， 可提供-種既具有所期望之電容器結構而且信賴性高的半 導體裝置。此外，由於可將下部電極13的高寬比(電極高 度/電極寬度）變大，故可實現半導體裝置的小型化。 315063 14 200409347 第2實施形態 實施形態之半導體 。因此於下述說明 第2實施形態之半導體裝置與第i 裝置相比較，兩者之導電膜11結構不同 中省略結構重複的部分。 么么蒼考弟10圖，A垃雜士 、 口在接觸孔7中充填摻雜多晶矽等而形 成插塞電極8。插塞電極8移 甘 8心以其頂面低於層間絕緣膜6 之頂面6 a的方式形成。以右亩 乂充填接觸孔7中沒有形成插塞電 極8之殘餘部分的方式， Λ Α成有虱化钽阻障金屬膜1 On。 阻P早金屬膜1 〇 n的頂面鱼 ”層間纟巴緣朕6的頂面6a係形成於 相同平面。在層間絕緣膜 來勝b上开^成有阻障金屬膜1〇rn，該 阻P早金屬膜1 〇 m係盘阻隆 丁”阻丨早金屬膑1 〇n接觸，而且具有相同 於第1圖之阻障金屬膜10的 、ϋ的升/狀。導電膜11係包括插塞 電極8與阻障金屬膜1〇11及1〇m。 本發明第2實施形態之半導體裝置，導電膜11係包括 與下部電極13接觸而形成的阻障金屬層，而該阻障金屬層 具有充填於接觸孔7而形成的阻障金屬膜10n。 7的部分之中，故可防止阻障金屬膜丄〇n及丨〇m從層間 系巴緣膜6剝落。 △ 乂此方式構成的半導體裝置，可具有相同於第】實施 形態的效果。再者，因為阻障金屬膜―係充填於接觸孔 #第3實施形態之半導體裝置與第】實施形態之半導體 I置相比較，兩者之導電膜u結構不同。因此於下述說明 中省略結構重複的部分。 3】5063 15 200409347 兹參考第11圖，在接觸孔7中，充填換 曰 形成插塞電極8。插塞電極8係以其頂面 二二矽等而 夕丁百；?^_ I間絕緣脂；6 之頂面6a的方式形成。以覆蓋插塞電 、彖月吴6 0 J貝面、拉旅 側壁及層間絕緣膜6頂面&之—部分的 〈接觸孔7 金屬膜10。阻障金屬膜1〇具# :高 ：成有阻障

间絕緣膜6 I 6a的頂面i〇a;以及從其頂δ 1〇a朝 、'面 J、、、巴、、豕膜6 了苜而& 延伸的側面1 〇b。阻障金屬膜i 〇具有在 、a

只回1 ϋ a側聞n AA 凹部25。並且以插塞電極8與阻障金 、 蜀腺10構成導電膜 。下部電極1 3係與阻障金屬膜} 〇頂面 、 、， Η 向 10a 及側面 10b 接觸，亚且充填於凹部2 5。 本發明第3實施形態之半導體裝置，導 产，曾命“ 净兒膜1 1係包括 在V %膜11的頂面1 〇 a側開口的凹部2 5 下部電極1 3係 •以充填於凹部25之方式形成。 . 以此方式構成的半導體裝置，可具有相同於第丨實施 形態的效果。再者，因為阻障金屬膜1〇具備凹部25，所 _以可使下部電極13與阻障金屬膜10的接觸面積增加。藉 此結構，下部電極13與阻障金屬膜1〇的密接性得以提昇。 又，下部電極13係设成·與界定凹部2 5之阻障金屬膜1 〇 側面1 Ob及頂面1 0a之阻障金屬膜表面i 〇所形成的凹凸形 狀相散合之形態。依據上述理由，得以在半導體裝置的製 程中，更確實地防止下部電極1 3從層間絕緣膜6頂面6a 上剝離而倒塌。 一弟4實施形悲 第4實施形態之半導體裝置與第1實施形態之半導體 315063 16 200409347 裝置相比較，兩者之阻障金屬膜1 0結構不同。因此於以下 述說明中，省略結構重複的部分。 參考第1 2圖，阻障金屬膜1 0的頂面1 Oa係形成凹凸 形狀。下部電極1 3係以嵌合於阻障金屬膜1 0頂面1 Oa上 之凹凸形狀的方式形成。 本發明第4貫施形態之半導體裝置’作為與下部電極 1 3接觸的導電膜11部分之頂面1 Oa係具有凹凸形狀。 施行第1實施形態之半導體裝置製造方法之第2圖至 第4圖的步驟後，接著施行第1 3圖至第1 5圖所示之步驟。 繼之，施行第1實施形態之半導體裝置製造方法之第6圖 至第9圖所示的步驟及第1圖的步驟。以下，省略重複製 程的說明。 茲參考第1 3圖，為了形成阻障金屬膜1 0，在層間絕 緣膜6的頂面6 a上，沉積非晶狀氮化|2金屬膜。在該金屬 膜表面附著其後孕核而成長的Ta晶粒3 1。 再參考第14圖及第15圖，在高度真空環境中加熱非 晶狀氣化组金屬膜。措此’附者於金屬膜的Ta晶粒3 1會 一邊併吞金屬膜的非晶部分，一邊結晶成長。經由上述步 驟，阻障金屬膜1 0的頂面1 Oa即形成凹凸形狀。 根據以此方式構成的半導體裝置，可具有相同於第1 實施形態的效果。再者，因為阻障金屬膜1 0頂面1 Oa形成 凹凸形狀，故可令下部電極1 3與阻障金屬膜1 0的接觸面 積增大，使兩者的緊密性提升。因此，得以在半導體裝置 的製程中，更確實地防止下部電極1 3從層間絕緣膜6的頂 315063 200409347 面6 a剝離而倒塌。 第5 f施形態 第5貫施形態之半導體裝置與第4實施形態之半導體 裝置相比較，兩者之導電膜11結構不同。因此於下述說明 中省略結構重複的部分。

參考第16圖，在接觸孔7中充填摻雜多晶矽等而形成 插塞電極8。插塞電極8係以其頂面低於層間絕緣膜6頂 面6a之方式形成。以充填接觸孔7中沒有形成插塞電極8 之殘餘部分的方式，形成氮化鈕阻障金屬膜丨〇q。阻障金 屬膜1〇q的頂面係與層間絕緣膜6的頂面心形成於相同平 面。在層間絕緣膜6上形成有阻障金屬膜1〇p，而該阻障 金屬膜1〇P係與阻障金屬膜1〇q接觸，且具有相同於第]2 圖所示之阻障金屬膜1 〇的形狀。並 _ J v狀五M插塞電極8與阻障金 屬膜10q及阻障金屬膜10p構成導電膜^。

根據以此方式構成的半導 實施形態的效果。再者，因為 觸孔7的一部分，故可防止阻 絕緣膜6剝落。 體裝置’可具有相同於第4 阻卩早金屬膜丨0q係充填於接 障金屬膜10p及10q從層間 弟6實施形態 1實施形態之半導體 同。因此於下述說明 第6實施形態之半導體裝置與第 裝置相比較，兩者之導電膜11結構不 中省略結構重複的部分。 膜6的頂面6a上之 接觸。阻障金屬膜 茲參考第1 7圖，形成在層間絕緣 氮化鈕阻障金屬膜3 5係與插塞電極 315063 200409347 完全覆蓋插塞電極8的頂面。阻障金屬膜35亦可與第工 貫施形態之阻障金屬膜10同樣由鈦等形成。又，阻障金屬 膜d亦可為從下方依序沉積鈦/氮化鈦的積層膜。 阻P早金屬膜3 5係與矽基板1主表面1 a平行，且具有·· 、 ’、回度位置係高於層間絕緣膜ό之頂面6a ;及 側面3 5 b，從頂而7 ς 〇 攸頂面35a延伸至層間絕緣膜6之頂面6a。阻

障金屬膜35呈右尤拓I 一有在頂面35a側開口的凹部38。凹部38係 以爷7基板1主矣& Ί ' a至凹部3 8底面之距離，大於矽基板 1主表面1 a至層間绍绦 、、、巴、、彖肤6頂面6a之距離的方式形成。 阻障金屬膜3 5係包括· a伙a日日 括·位灰層間絕緣膜6之頂面6a上的

底部3 6 ;從底部3 6夕R 周、，彖邛朝上方延伸的側壁部37並以 插基電極8與阻障金屬膜35構成導電膜u。 下部電極13係與形 嵌合。因此，下部*搞”"早’屬版35上之凹部38 电本1 3之外周面係由阻障全 側壁部37内周面支承。 丨早孟屬肤35之 本發明第6實称# # + , ^形恶之半導體裝置係具備：呈右主表 面^之石夕基板1’·層間絕緣 /、有表 基板1的接觸孔7, ％且开-具有頂面6a與深達石夕 導電膜11，其具有頂；於矽基板1之主表面〗a上； 〗之主表面…頂=且ί填於接觸孔7，”基板 基板1主表面la至屑έ的叹置位置的距離，係大於矽 層間絕緣膜6上，而Υ盘巴f膜6頂面^的距離，·形成於 形成於下部電極13 請下。^極13’ 的上部電極15。導〜…4;及形成於介電膜14上 ^ 1'包括··形成於層間絕緣膜6 315063 19 200409347 ，頂面&上的底部36 ;以及與該底部36相連，而且朝遠 +夕土板1主表面1 a之方向延伸的側壁部3 7。下部電極 13 '與底部36及側壁部37接觸而形成。 私膜1 1如與下部電極1 3接觸而形成，其係包含有 作為阻障金屬層的卩且暗人 ^ 早至屬膜3 5，而該阻障金屬層係包括 II化钽，而該氮化坦係可由鈦、鈕、氮化鈦、氮化钽、鈦 ' Ή化鎢、氮化鈦鎢、氮化鉛及氮氧化鈦組成的群組中 •選擇”中至彳種。下部電極i 3係包括舒金屬。 此外’本貫施形態中’係將阻障金屬膜Μ之凹部Μ 的底面形成平坦狀，麸而介 ^ …、亦可如弟1 2圖所示之阻障金屬膜 10頂面10 a之凹凸壯。π士 μ 、 凸狀此4，與下部電極13接觸的導電 膜11部位係具有凹凸形狀。 Γ 施行苐2圖及第3圖所+ μ贫1 — α所不的弟1貫施形態之半導體裝 置製造方法之步驟後，垃芏——斤，。 、 : 佼接者施仃弟18圖至第21圖所示的 步驟。繼之，第1圖所示的 汀不的轭仃弟1實施形態之半導體裝 鲁置製造方法之步驟。以下，省久舌诘 響 ^ r名略重複製程的說明。 么么參考弟1 8圖，在；門紹络^ 仕層間絶緣fe 6的頂面6a上，依序 沉積由氮化矽膜構成的蝕刻浐 丨‘止胰12，以及以TEOS作為 原料之氧化矽膜所構成的岸間绍 · 冉取扪層間絶緣膑21。於其上形成具有 預定形狀的開口圖荦之去早同_ ^ 、 口木之未予圖不的光阻膜。以該光阻膜作 為遮罩’姓刻氧化石夕膜及氣仆々 联及氣化矽朕，而開口成預定形狀的 接觸孔1 8。 再蒼考弟]9圖，為了报占 立 局了升y成阻卩早金屬膜3 5及下部電極 13，以覆蓋接觸孔} 8表面及芦 双囬及屑間、纟巴緣膜2 1頂面2 1 a的方 315063 20 200409347 式’依序沉積氮化钽金屬膜及锆金屬膜。 參考第2〇圖’利用化學機械研磨法、 刻，去除釕金屬膜及氮化钽 / k蝕 的頂面2U露出為止。亦可^，I⑽間絕緣膜 ^ 亦可在金屬膜界定的凹部，神 機保護膜，以去p余形成於層間絕緣膜2 入有 的金屬膜。藉此，可形成呈 、 之接觸孔18上 」心成具有0筒形狀的下 障金屬膜35。 卜口丨弘極13及阻 再苓考第21圖，利用溼蝕刻，去 的層間絕緣膜21。此時，阻障金屬膜35 ^^止膜U上 是藉由調整蝕刻條件，使阻障金屬膜35上、同時去除，但 13外周面的側壁部3 、上匕圍下部電極 | j /侍以殘留下來。 以此方式構成的半導 位於層間絕緣膜6頂面 °卩兒極1 3係設成藉由 $向6a之導電膜n 具體而言，下部電極i3 士 i夾的形狀。更 金屬膜35的側壁部：成：由構成導電膜"之阻障 1 J ’所包夾的形狀。 膜35的頂面35a传古於爲日g ’ 口為阻障金屬 係呵於層間絕緣膜6 使石夕基板1主表面U之平行面上阻障"面6a，所以可 積，大於接觸幻的剖面積。因此孟屬膜35的剖面 裝置之小型化，而限制接觸孔7 使為了進行半導體 部電極!3與阻障金屬膜 二:面積時，亦可使下 電極13與阻障全屈ρ 要觸面知增加。因此，下部 .丨手孟屬馭35的緊密性得以 依據上逑理由，得以在半導許 ^ 部電極13從層間絶緣膜6頂面心置：⑽’防止下 可提供一種既呈右& u 上剩離而倒塌。因此， 无/、有所期望之電容 …構，而且信賴性又高 315063 21 200409347 的半導體裝置。又 度/電極寬度）變大 第7 f施形態 因可將下部電極13之高寬比（電極高 故可實現半導體裝置的小型化。 第7實施形態之半導體裝置與第6 裝置相比較’兩者之導電膜11結構不同 中，省略結構重複的部分。 施形態之半導體 因此於T ^ # Μ 兹參考第22圖，在接觸孔7中充填摻雜多晶石义 等 nu

成插塞電極8。插塞電極8係其頂面低於層間絕緣嫉6之 頂面—以充填接觸孔7中沒有形成插塞電極8之殘餘部 分的方式，形成氮化鈕阻障金屬膜35n。阻障金屬膜35n 的頂面係、與層間絕緣膜6的頂面6a形成於相同平面。在層 間絕緣膜6上形成有阻障金屬膜35m，而該阻障金屬膜35m 係與阻障金屬膜35n接觸，而且具有相同於第17圖所示之 阻障金屬膜35的形狀。並且以插塞電極8與阻障金屬膜 j5n及阻障金屬膜35m構成導電膜。

本發明第7實施形態之半導體裝置，導電膜丨丨係包括 與下部電極1 3接觸而形成的阻障金屬層，而該阻障金屬層 係具有充填於接觸孔而形成的阻障金屬膜35n。 以此方式構成的半導體裝置，可具有相同於第6實施 形怨的效果。再者，阻障金屬膜3 5η係充填於接觸孔7的 一部分’故可防止阻障金屬膜35ί1及3 5m從層間絕緣膜6 剝落。 態 第8實施形態之半導體裝置與第6實施形態之半導體 22 315063 200409347 裝置相比条5，iTl各々憎+ 平乂兩#之¥電膜11結構不同。因此於下述說明 中省略結構重複的部分。 / 、炫麥考苐23圖，在接觸孔7中充填摻雜多晶矽等，而 形成插塞電極8。柄宝+ 插基电極8係以其頂面低於層間絕緣膜6 頂面6 a 太4# 式/成。以覆蓋插塞電極8頂面、接觸孔7 :壁及層間絕緣膜6頂面“ 一部分之方式，形成有限障金 » 35。阻障金屬膜35係包括：覆蓋插塞電極8頂面及 側土而形成的突出部4 0 ;位於層間絕緣膜6頂面 a上的底部3 6 ·乃於念 〇，及攸底部36周緣部朝上方延伸的侧壁部 ，彤成有：於頂面3 5 a側開口的凹部 8，及於凹部3 8麻而 !.. 面開口的凹部41。凹部38係以矽基柄 土衣面la至凹部 la 5 a p,, 底面之距離，大於矽基板1主表面 至層間絕緣膜6頂；< 以矽基板1 φ &之距離的方式形成。凹部41传 扳1主表面la 1主本= 卩1底面之距離，小於矽其抬 主表面la至層間絕 、夕基板 π * 、、象勝6頂面6a之距離的方式报屮 下部電極1 3從咖 乃式幵y成0 係：Η形成於阻障金屬 及下部電極早屬犋35上之凹部38 阻陣金屬膜35的凹邱” 令梯狀外周面之係以 J u W 3 8及41支承。 本發明第8實祐^〜 , 括.+ 麵形恶之半導體裝置中，導+ ρ ， 在與下部電極13接觸的面上開:1更包 *電極13係充填 凹4 41，並且下 、 u °卩4 1之方式形成。 把以此方式構成的半導體裝置，可農右4 η %態的效果。再者 η /、有相同於第ό實施 再者，因為阻障金屬膜35具備凹部“，所 31506： 23 200409347 以可使下部電極13與阻障金屬膜35的接觸面積增大。又， 下邛電極1 3係與阻障金屬膜3 5的凹部3 8及4 1嵌合而形 成。因此，得以在半導體裝置製桎中，更確實地防止下部 電極13從層間絕緣膜6之頂面6a剝離而倒塌。 第一 9實施形態 8實施形態之半導體 同。因此於下述說明

第9實施形態之半導體裝置與第 裝置相比較，兩者之導電膜u結構不 中省略結構重複的部分。 兹參考第24圖，接觸孔7上形成有：插塞電極8 ;設 置於插塞電極8上的阻障金屬膜35q;以及阻障金屬膜 35p，設置於阻障金屬膜35 卜 一 睜至/蜀胰上，而且具有相同於第23圖 所示之阻障金屬膜3 5的形狀。u拌金不Λ 口 &狀以插基電極8與阻障金屬膜 35ρ及35q構成導電膜η。 以此方式構成的丰導體驻# … 千V 衣置，可具有相同於第8實施 形態的效果。再者，阻卩章今屬赠 I且丨羊至屬朕35p與插塞電極8之間設 有阻卩早金屬膜3 5 q，故在插塞兩托^ 4 牡^暴兒極8的頂面上，可防止阻 障金屬膜的膜厚變薄。因此，ρ 寻U此侍以更確實地防止多晶矽所 構成的插塞電極8與釕所構成的却 现的下部電極13產生反應。 第1 0實施形 第10實施形態之半導體装置與第1實施形態之半導於 裝置相比，兩者主要係制絕緣膜6上的結構不同。因: 於下述說明中省略結構重複之部分。 氧靡係以含有較低濃度之她的一作為原 315063 24 200409347 =;L?膜6的頂…形成有絕緣膜51，而該 電…面二令:：絕緣膜6之頂…-部分及插塞 氧切膜係；八有二撕51係由氧切膜形成，而該 料。在絕m度^㈣的作為原 膜〗2的孔Μ "”:編刻擔止膜12，而該钱刻擋止 彳工i了、小於絕緣膜 U係由氮化㈣Η 形成的孔徑4刻擔止膜 虱化矽朕形成。在層間絕緣膜 用··層間絕緣膜6的頂而^ 、面6a上，利 面· 頁面6a，形成於絕緣膜5 1之：?丨的本 面，以及與層間絕緣膜 之孔的表 底面，而界定橫孔53、、？ 相對㈣刻擋止膜12 保持膜52。此外，亦可=袭版51及姓刻擒止膜U構成 了以丁 E〇S作為；§本土 λα # 層間絕緣膜6，❿且以BPTEOS作為々料的^化石夕膜形成 絕緣膜5 1。 "，、原科的氧化矽臈形成 在層間絕緣膜6的頂面6 電極⑴下部電極13具 心成有由釕構成的下部 突出而形成的凸緣部 口电極13之外周面朝外側 合於横孔53之方式。形^。°下部電極13係以凸緣部⑶歲 本第10實施形態之半 1 ^ ^ 今體裝置係且锯· B丄 之石夕基板1;層間絕緣膜備·具有主表面 板1的接觸孔7,而且形士 /、/、有頂面心與深達矽基 塞電極8，作為充填夕基板1的主表面la上；插 有沿著層間絕緣膜6之1的導電膜；保持膜^具 於层叫 、 面6a延伸的橫罚ρ 層間絕緣膜6上；下部電*13，W 而且形成 凸緣部]3t，而且與插 /、充填於橫孔53的 插|…接觸，·形成於下部電極13 315063 25 200409347

上的，I电月吴1 4，及形成於介電膜M 施行第2 m芬楚, 的上部電極15。 圖及弟3圖所示的第1套 置製造方法之步賢後，M # 、也形態之半導體裝 又乂私後，接著施行第26圖 步驟。繼之，旆籽笼〗团 弟3 0圖所示之 也灯弟1圖所示的第1警# 製造方法之步賢。以τ , 貝'苑形怨半導體裝置 兹夫老下，省略製程重複部分之說明。 狄多考# 26圖，在層間絕緣膜6的 沉積··氧化矽膜所構成 、 3上，依序 有較高淨产… 而該氧切膜係以含 、i度之％及蝴的BPTEQS作為原料，·氮 成的雀虫刻擋止膜1 2 ·力气儿A ▲ 夕艇所構 胰丨2’及乳化矽膜所構成的層間絕緣脬 而該氧化石夕膜伤丨V八士 ± 巴、、象U 2 1， 朕係以各有較低濃度之磷及硼的 原料:於其均成具有預定形狀的開D„::== 以5亥光阻膜作為遮罩，钱刻沉積的氧化咬膜及气 化石夕版^心成職形狀的接觸孔59。 乳 第27圖，在絕緣膜51上施行等向性蝕刻，以 、疋立&成橫孔53。此時，因為絕緣膜 緣膜6及21中楣入夕沒Ώ 居間fe ^ 碎及石朋的濃度各不相同，所以層間絕 、表月:6及2 1具有較高的㈣選擇比。因此，在絕緣膜5 i 上施仃等向性蝕刻，層間絕緣膜6及2 ^亦會後退，然 由使絕緣膜51大幅後退，可形成預定形狀的橫孔5ί。9 參考第9 2 w 圖，為了形成下部電極1 3，以覆蓋接觸孔 5 9表面及層間纟g @ 吧緣肤21頂面21a，並且充填橫孔μ的方 式，沉積由釕構成的金屬膜。 /rh: * 一圖利用化學機械研磨法、乾钱刻或、溼飯 刻，去除由症了；)：盖+ AA A p ^ 攝成的金屬膜，直到層間絕緣暝2丨的頂面 315063 26 21a露出為止。亦可在金屬膜所 護膜’以去除形成於層間絕緣膜二的凹部，埋入有機保 屬膜。藉此，可形成具有圓筒开;狀 < 接觸孔59上的金 再參考第3。圖，利用 層間絕緣膜21。 *蝕刻擋止膜12上的 以此方式構成的半導體裝置， 於下部電極u的凸緣部13t嵌合於保^極13係以設置 孔53的方式形成。又，下部 、勝52所形成之橫 構成保持膜52° ^緣部Ut係藉由 _。因此，在半導體二I;間絕緣膜6的頂面 13從層間絕緣膜6之頂…離:二可::， 一種具有所期望之電容器結構，而且信賴性古的半可提供 置。此外，可將下部電極13之高寬比 〇 體裝 變大，故可實現半導姊 、呵度/電極寬度） 貝兄牛¥體裝置的小型化。 ； [ϋ-Χϋϋ 態 第η實施形態之半導體裝置與第 :裝置相比較’兩者之導電膜u結構不同半導 略結構重複部分之說明。 、下文中省 /考第圖，在接觸孔7中充填 成插塞電極8。插塞電極8係以其頂面低 之頂面6a的方式形成。以充填接觸孔7中插、6 極8之殘餘部分 /成插塞電 膜％。阻障全屬二V形成有氮化组所構成的阻障金屬 315063 27 200409347 阻障金屬膜5 4 下部電極"之外巧面;^阻障金屬膜54n接觸，而且覆蓋 的頂面6a,延伸至橫孔：早金屬膜心係從層間絕緣膜6 a If K - ^ R ^ ' 5〇及下部電極13的外周面。並 乂插基“8與阻障金屬膜5 電膜11。 十工蜀肤構成導 阻障金屬膜54m係以其頂面54a低於下部電極 3a的方式形成。因為下部電極"係於上端開：所 『常係以遠離層間絕緣膜6的頂_ 所 因此，可將設置於下部電 飞彳外擴張。 ^ 枉13外周面上之阻障金屬 的高度作成低於下部電極 “ 、m 1〇 ^ 1 3的南度，以防止相鄰之下部兩 ° 彼此間接觸而發生短路。 兒 方式構成的半導體裝置，可具有㈣M iOh 形態的效果。再者，阻障 乐 Λ ^ 的外周面朝上方延伸而2 # 下部電極13 万L伸而形成，故阻障金相54 承下部電極U。因此，在半 用來支 π卞¥月豆I置之製程中，可旻瑞每 地防止下部電極13從層間 隹戶、 π、，·巴緣腠6頂面6a剝離而倒塌。 又，在由釕構成的下部電極 Q 0 13與由多晶矽構成的插塞電極 8之間，設有阻障金屬膜54 所以j防止插塞電極8盥 T部電極13發生反應°再者’因為在插塞電極8與阻障全 屬膜5如之間設有阻障金屬膜54η，故可防止因阻障金屬 胰54m之膜厚變薄，使插塞電極8與下部電極υ發生反 應之情況產生。 ! 12實施开乏態 第12實施形態之半導體裝置與第1〇實施形態之半導 315063 28 200409347 體裝置相比較，兩者之導電膜u及橫孔 於下：說明中省略結構重複的部分。^ …因此 妓茶考第32圖，在層間絕緣膜6上 刻擋止膜12。#間¥/成具有孔的蝕 的孔徑，且ΐΛ 直徑係大於_擔止膜12 、 八’、有開口於頂面6a的凹部。利用尺—1 之層間絕緣膜6的# & 彳用界疋其凹部 膜6的表面，以及與該凹 止膜12的底面， 相對之蝕刻擋 有凸緣部13t， 1〇下部電極13在底面側具 一 而且凸緣部13t係與橫孔61嵌合。第u 實施形恶係與第Η圖所示之 丁守衣罝同樣地，阻陸+厪 膜於接觸孔7的-部分。又，阻障金屬二1 係…Η早孟屬膜54n接觸，並且覆蓋下部電極之外周 面0 本發明第12實施形態之半導體裝置中，橫孔61“ 梦基板i主表面la至橫孔61底面之距離，小於石夕基板i 主表面la至層間絕緣膜6頂& 6a之距離的方式設置。

“以此方式構成的半導體裝置，可具有相同於第"實摊 形悲的ϋ #者’因為橫孔6丨係以層間絕緣膜6與姓刻 擋止膜12加以界定，&不需為了形成橫孔61而設置新的 絕緣膜。因此，得以減少半導體裝置之製造步驟。 里JJ_實施形態^ 第13實施形態之半導體裝置與第1〇實施形態之半導 體裝置相比較，兩者之導電膜丨丨及橫孔的結構不同。因此 於下述說明中省略結構重複的部分。 兹參考S 33目，作為保#膜及介電膜的介電膜14， 315063 29 200409347 係以覆蓋下部電極1 3及層間絕緣膜6之 、 項面6a的方式形 成。層間絕緣膜6，其位於插塞電極8外函 ^ Γ周面外側的部位 係形成從頂面6 a後退的形狀。利用該後〗ρ ^ 天退部位的層間絕緣 膜6表面；以及與該層間絕緣膜6後退邱八l 、分相對之介電膜 1 4的表面，以界定橫孔ό 3。下部電極]1 、 一 J之底面側具有朝 控向延伸而形成的凸緣部丨3t，而該凸 山 表口 Pl3t係與橫孔 63嵌合而形成。第丨丨實施形態係與 1圖所不之半導f# 衣置同樣地，阻障金屬膜54係與插塞電 " 兒乜8接觸，而且覆 里下部電極1 3之外周面而形成。 以此方式構成的半導體裝置，可呈 且衣1」具有相同於第1 1實放 形態的效果。再者’因為橫孔63係以層間絕緣膜6… 们4加以界I故不需為了形成橫孔63而設置新的絕: 膜。因此，更可減少半導體裝置的製造步驟。 、’、彖

弟1 4實施形I 狀第14實施形態之半導體裝置與第1實施形態之半導體 衣置相比較，兩者具有重複士 、 ^ ]構 以下，主要說明盥坌 1實施形態之半導，奘罟4士碰 ^ 卞等版展置結構不同的部分。 茲參考第3 4圖，盥第1本 〜 ^ 貝轭形恶之第1圖所示的丰1 體裝置同樣地，在矽基板丨 、 / 之主表面la，於閘極絕緣膜3a、 b及jc上，形成閘極4a 4b及4c與絕緣膜遮罩5a、“ 及5c。在位於閘極4a、仆 ,^ ^ , 久4e間之矽基板1的主表面！ a 上，形成η型雜質區域。及孔。 在復盖碎基板1 Φ矣； 、 a與絕緣膜遮罩5a、5b及5 頂面的層間絕.緣膜6上， 及 〆成有沬達雜質區域2a及2b的 315063 30 200409347 接觸孔7a及7b。在接觸孔7a及 而形成有插塞電枉s^ @ 中充真摻雜多晶矽等 rr,, 極h及此。在層間絕緣膜ό的頂^ < 形成有於插塞電h Q β QU 0員面6a上， 兒極8a及8b上開口的蝕刻擋 、下部電極l3m及13η係與插塞電極 、一 成。下部電極i 土 ° a及8 b接觸而形 ΊΊ 13111及13η係具有圓筒部72,而兮 72係從層間絕緣膜 而邊圓筒部 表膝6頂面6 a上的部位，差土 之主表面la的方^ , 朝遏離矽基板1 τγ立 方向延伸而形成。圓筒部72的卜*山， 下。卩電極1 3 m及j 1 、上力而形成有 及13η的頂面13a。以覆蓋下 ljn表面之方式，形成八 电極13 m及 今π Λ、士 7成有"电膜1 4。以覆蓋介電腺1 4沾十 式形成有上部電極15。 "电胰14的方 下部電極13m外：：二35圖’以連結位於頂面13“則之 外周面的方式，形成有:、立於頂面⑴側之下部電極13η …有二;^::膜所構成的絕…。絕緣 電極…的另n/ 71e，與連結於下部 力立而71f。下部電極13m另Μ 與絕緣膜71的頂面7Ι 3η的頂面I3a ^ ^ 、面71 a你位於相同平面。絕崚 面係為長方形，且苴r 、、、巴、、彖7 1的剖 且其係延伸於直線上而形成。 本發明第I4實施形態之半導 面1a的矽基；1 ·层¥版衣置知具備··具有主表 7暴扳1，層間絕緣膜6，其具 基板1的複數接觸孔7a及 、、a與凍達矽 面h上；插夷㊉彳58 $ ，形成於矽基板1的主表

播基弘極8a及8b，作A 7b的第1及第2導電膜. ”於各接觸孔7a及 遠離層間絕緣膜6之頂面6。：極Um及⑴，其具有以 一筒部72,並且:二之方式延伸’而且設有頂面 且作為與插実帝&。 土兒極8a及8b接觸的第 315063 31 1及弟2下部電極，·絕緣m 71，其具有連接 的一姑7 ! 厂口1 %極1 3 m e，與連接於下部電極丨3n的另—7 、， ^ 成於圓筒邻7 ?f而 亚且形 上的介+ μ側；形成於下部電極13如及13n 匕电膜14;及形成於介電膜14上的上部電極Μ。 絶緣暝71具有頂面71a，而該絕緣膜71的 與圓筒部7 2的了苜rft 1 1 >丄 、面1 a /2的頂面1 3a係大致位於相同平面。 m 施行第2圖及第3圖所示第 置萝洪古^ 1弟1貝靶形悲之半導體裝 置衣仏方法之步驟後，接著施行第36 步酹。他 口王昂^圖所不的 私，、k之’施行第1圖所示的第1者浐其r 置製造方法之牛赞。以下， 形態之半導體裝 —步&以下’省略製程重複部分的說明。 ^參考第3 6圖，在層間絕缓 於·山斤 Ί、，巴、，象M 6的頂面6a上依序沉 .以切膜構成的㈣擔止膜12;及以τ刪為原料 '乳化石夕膜所構成的層間絕緣膜76。參考第37圖，於兑 ： 上形成具有預定形狀的開口圖幸> m 、/、 兮止 Q木之未予圖示的光阻膜。以 该先阻膜作為遮罩，蝕刻層 魏飛^ 巴、，象朕76，而形成具有長方 ♦幵面且延伸於直線上的溝槽78。 茶考第38圖，在溝槽78中 Μ 71 ^ ^ 九填虱化矽膜而形成絕緣 胰71。此枯，處理層間絕緣膜76 之頂面76a與絕緣膜7 1 之頂面7 1 a，俾使兩者可位於相同平面。 參考第3 9圖，於絕緣膜7丨 續間絕緣膜76上，形成呈 有預定形狀的開口圖案之未予圖 /、 ,, 口不的光阻膜。以該光阻膜 作為遮罩’蝕刻絕緣膜71、層間 尽间、纟巴緣膜76及蝕刻擋止膜 U，而形成接觸孔i8a及。 、 參考第40圖，為了形成下部 兔*極1 j m及1 3 η，以覆蓋 315063 200409347 接觸孔Ua及l8b表面，與層間絕緣膜 式，沉積由釕構成的金屬膜。 頁面％的方 二考第4 1圖，利用化學機械研磨法、 刻，去除由釕構成的金屬膜，直到 ：㈤或溼蝕 76a霞Ψ汰I* 間、巴緣勝76的頂面 。出為止。此時，亦可在金屬膜所界定的凹部，神 有機保護膜’以去除位於層間絕緣膜％ 入 及哪上的金屬月莫。藉此方式，可、7成，接觸孔 的下部電極13m及13n。 ’、圓筒形狀 ，觀看下部電極及絕緣膜的俯視圖。參=所 圖，氮化石夕膜所構成的絕緣膜71係、以連結下部昂3 及1 3n之外周面的狀態殘留下來。 。 1 3m /此方式構成的半導體裝置，下部電極u 各叉到與其外周面相連接的絕緣膜7 1之 1 3 η係 導體裝置之製程中，得以防止下 1 口此，在半 兒極1 3 m及1 q y 絕緣膜ό的頂面6a上剝離而倒塌。 ” n從層間 接於下部電極13m及13n的頂面13。，、纟巴緣膜7丨係連 及⑴之上方，係以絕緣膜71 此下一電極I3m 又艰，亚且下部雷 及13n之下方係以層間絕緣膜6 極13m .頁面6a與插塞t拓Q 8b之頂面支承。藉此，下部電極 一 。8a 而得以更為穩定。如本實施形能… ^到支承 =極um*13n之頂自⑴與絕緣膜71之頂在下 方、相同平面時，更能顯現此種效果。 a位 315063 33 容器結 1 3 m及 半導體 質，不 於附後 置的剖 製造方 置的剖 置的剖 置的剖 之製造 置的剖 置的剖 200409347 依據上述理由，可提供一種既具有所期望之電 構，而且信賴性高的半導體裝置。更可將下部電極 13η之高寬比（電極高度/電極寬度）變大，而可實現 裝置的小型化。 雖以實施例詳細說明本發明，但其僅為例示性 應藉以限制本發明，而本發明的精神與範圍係界定 之申請專利範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖係表示本發明第1實施形態之半導體裝 視圖。 第2圖至第9圖係表示第1圖之半導體裝置之 法的步驟剖視圖。 第1 0圖係表示本發明第2實施形態之半導體裝 視圖。 第11圖係表示本發明第3實施形態之半導體裝 視圖。 第1 2圖係表示本發明第4實施形態之半導體裝 視圖。 第13圖至第15圖係表示第12圖之半導體裝置 方法的步驟剖視圖。 第1 6圖係表示本發明第5實施形態之半導體裝 視圖。 第1 7圖係表示本發明第6實施形態之半導體裝 視圖。 315063 200409347 第18圖至第21圖係表示第17圖之半導體裝置之製造 方法的步驟剖視圖。 第22圖係表示本發明第7實施形態之半導體裝置的剖 視圖。 第23圖係表示本發明第8實施形態之半導體裝置的剖 視圖。 第24圖係表示本發明第9實施形態之半導體裝置的剖 視圖。 第25圖係表示本發明第1 0實施形態之半導體裝置的 剖視圖。 第26圖至第30圖係表示第25圖之半導體裝置之製造 方法的步驟剖視圖。 第3 1圖係表示本發明第1 1實施形態之半導體裝置的 剖視圖。 第3 2圖係表示本發明第1 2實施形態之半導體裝置的 剖視圖。 第3 3圖係表示本發明第1 3實施形態之半導體裝置的 剖視圖。 第34圖係表示本發明第14實施形態之半導體裝置的 剖視圖。 第3 5圖係表示從上方觀看第34圖之下部電極的斜視 圖。 第36圖至第42圖係表示第34圖之半導體裝置之製造 方法的步驟剖視圖。 35 315063 200409347

第 43圖係表示從第42 圖之 箭號XLIII所示的方向 觀看下 部電極及絕緣膜的俯 視圖 〇 1 $夕基板 1 a 主表面 1、 2a、 2b 雜質區域 3 > 3 a、3b、3 c 閘極絕緣膜 4a \ 4b 及4 c 閘極 5a、 5b 及 5c 絕緣膜遮罩 6 n 21， •76 層間絕緣膜 6 a、 10 a、 13a、 35a、 21a、 54a、 71a ^ 76a 頂面 7、 7a、 • 7b 、 18 、 18a 、 18b 、59 接觸孔 8、 8a、 8 b 插塞電極 10、 10m、10n、10p、10q、35、35 m、3 5 n、3 5 p 、3 5 q、5 4m 54η 阻障金屬膜 10b 、3 5 b 側面 11 導電膜 12 名虫刻擋止膜 13 > 13m、13n 下部電極 13t 凸緣部 14 介電膜 15 上部電極 25、 38 > 41 凹部 26、 27、28 箭號 3 1 T 3·晶粒 36 底部 37 側壁部 40 凸出部 51 > 71 絕緣膜 52 保持膜 53 ^ 61、63 橫孔 71e 一端 71f 另一端 72 圓筒部 78 溝槽 36 315063

Claims (1)

1. 200409347 拾、申睛專利範圍： 1 · 一種半導體裝置，係具備： 半導體基板，具有主表面； 層間絕緣膜，具有頂面與深達上述半導體基板的 孔，而且形成於上述半導體基板的上述主表面上； 導電膜’具有側面與連接於該側面的頂面，並且充 填杰上述孔，而上述半導體基板之上述主表面至上述頂 面的設置位置的距離’係大於上述半導體基板之上述主 表面至上述層間絕緣膜之上述頂面的距離； ft 下部電極 觸； 與上述導電膜之上述頂 面及上述側面接 "笔膜，形成於上述下部電極上；及 上部電極，形成於上述介電膜上。 2·=請專利範圍第1項之半導體裝置，其中’上述導 肤铩與上述下部電極接觸 、 〜欣且包含有阻障今^ 層，而該阻障金屬層係包括至 ^ 化鈦、条儿， 種廷自由鈦、鈕、 λ 組、鈦鎢、氮化鶴、^ 氧仆敍邮a、^ 乳化欽鶴、氮化锆及 3 :申:成的群組者’並且上述下部電極係含有全屬 如申睛專利範圍第1項之半導體裝置，”，：、= 含-有以充形成的阻障金屬層，且 己’以充填於上述孔 層。 I》成的部分之阻障金肩 4·如申請專利範圍第i項之半 部電極接觸的上if it + ^ 、置/、中，與上述 妾觸的上速導電版之部分係具有凹凸形狀。

   315063 37 200409347 5. 如申請專利範圍第i項之半導體裝置，其中，上述導恭 膜係包括於上述導電膜的上述頂面側開口的凹部，而： 述下部電極係以充填於上述凹部之方式形成。 6. —種半導體裝置，係包括·· 半導體基板，具有主表面； 孔^間絕緣膜，具有頂面與深達上述半導體基板的 A 形成於上述半導體基板的上述主表面上； ’具有頂面且充填於上述孔，而上述半導髀 基板之上述主裘面5 μ、+、α 心卞夺月足 ^ 义"頁面的設置位置的距離，係大 於上述半導體基板之上 知大 上述頂面的距離； 表面至上述層間絕緣膜之 . 下部電極’形成於上述層間絕緣膜上，而 ¥電膜接觸； /、上攻 ‘ 彳電膜’形成於上述下部電極上；及 上部電極，形成於上述介電膜上， 而且上述導電膜係包括·形成於 上述頂面上的底部；以及血 s 1，巴相之 述半導體基板之上述主表面：Π’而且朝遠離上 、、 、土衣面之方向延伸的側壁部， 且上述下部電極係金 而形成。 係〃上述底部及上述側壁部接觸 7.如申請專利範圍第6項之半 膜係與上述下部電極接 ”中上述導電 a ^成，且包含有阻障全y® 層，而該阻障金屬層# 丨早盃屬 化鈦、氦化钽、鈦鎢、氮" -虱 虱化鎢、氮化鈦鎢、氮化鍅及氮 315063 38 200409347 虱化鈦所成的群組者，並且上述下部電極係含有金屬。 8·如申請專利範圍“項之半導體裝置，其中，上述導電 膜係為與上述下部電極接觸而形成的阻障金屬層，且包 -有、充填方；上述孔之方式形成的部分之阻障金屬 層0 9·如申請專利範圍第6項之半導體裝置，其中，與上述下 部電極接觸的上述導電膜之部分係具有凹凸形狀。 1〇.=申凊專利範圍第6項之半導體裝置，其中，上述導電 '、匕括在與上述下部電極接觸的面上開口的凹部，而 上述下部電極係以充填於上述凹部之方式形成。 U· 一種半導體裝置，係包括： 半導體基板，具有主表面； 層間絕緣膜，具有頂面與深達上述半導體基板的 孔’且形成於上述半導體基板的上述主表面上； 導電膜，充填於上述孔； 、生保持膜，具有沿著上述層間絕緣膜之上述頂面延伸 、尤、孔而且形成於上述層間絕緣膜上； Ρ电極，具有充填於上述橫孔的凸緣部，而且與 上述導電膜接觸； 〃 )丨电膜，形成於上述下部電極上 上部電極，形成於上述介電膜上。 12 ·如申請專利範圍第 導… 弟項之+導體裝置’其中，上述半 迷松孔的設置位置的距 每隹’彳糸小於上述丰導辦其 ¥ 基板之上述主表面至上述層間與 315063 39 200409347 緣膜之上述頂面的距離。 1 3 · —種半導體裝置，係包括： 半導體基板，具有主表面； 上述半導體基板的第 月豆基板的上述主表面 層間絕緣膜，具有頂面與深達 1孔及第2孔，且形成於上述半導 上；

   第1及第2導電膜 孔； 刀別充填於上述第1孔及第2 弟1及第2下部電極，呈右丨、,、土私 > ,，、有以遮離上述層間絕緣膜 之上速頂面之方式延伸，& 甲而且5又有頂面的部分，並且與 A弟1及第2導電膜接觸而形成； 、、、巴、、彖膜’具有連接於上述第】下部電極的一端，與 =接方、上述第2下部電極的另-端，並且形成於上述部 为之上述頂面側；

   黾膜’形成於上述第1及第2下部電極上；及 上部電極，形成於上述介電膜上。 1 4 ·如申請衰刹外如冲 月寻和靶圍弟1 3項之半導體裝置，其中，上述絕 、’’ 、/、有頂面，而且上述絕緣膜之上述頂面與上述笫丄 及第 2下立 /、 不 卜。卩電極之上述頂面，係大致位於相同平面。 315063 40